¿Cómo averiguo la frecuencia fundamental de un sonido a partir de su espectro de frecuencia?

Tengo muchas ganas de saber la frecuencia fundamental (hercios) de cada sonido que reproduzco en mi DAW. Todo lo que tengo es un osciloscopio. Puedo ver la forma de onda de un sonido, puedo ver todas las frecuencias en las que se encuentra el sonido en el analizador de espectro, pero no puedo obtener la frecuencia fundamental del sonido.

¿Es posible averiguarlo simplemente mirando el espectro de frecuencia? ¡Definitivamente no siempre es obvio, especialmente con sonidos inarmónicos o cualquier sonido que sea realmente complejo! ¿Hay alguna forma de encontrarlo pase lo que pase?

Además, ¿hay un vst que realmente haga lo que estoy buscando? Como, ¿te da la frecuencia fundamental en hercios al escuchar el sonido?

Respuestas (1)

Para responder primero a su última pregunta, los sintonizadores prácticamente hacen esto. Así que un sintonizador VST puede ayudar. No lo he probado, especialmente en sonidos inarmónicos.

Aquí hay una definición ( Wikipedia ):

La frecuencia fundamental, a menudo denominada simplemente fundamental, se define como la frecuencia más baja de una forma de onda periódica. [...] En términos de una superposición de sinusoides (por ejemplo, serie de Fourier), la frecuencia fundamental es la sinusoidal de frecuencia más baja en la suma.

Entonces, en general, desea tomar la transformada de Fourier del sonido y encontrar el pico más bajo. Los analizadores de espectro hacen el bit de transformación (ignorando cierta complejidad en torno a los tamaños de los contenedores), por lo que supongo que solo podría buscar el pico. Tendrá que distinguirlo del ruido de fondo o de cualquier otro artefacto, por supuesto.

Como señala EP en los comentarios, esto no funcionará para una forma de onda arbitraria. Específicamente, si no es periódica, el concepto de frecuencia fundamental ya no tiene sentido. Incluso si es periódico, existe el concepto de fundamental faltante . El artículo de Wikipedia menciona que esto se usa intencionalmente en la música para implicar frecuencias bajas más bajas que de otro modo no son reproducibles. En estos casos, probablemente tendrá que hacer más análisis de la forma de onda específica. No conozco un algoritmo que pueda realizar esto automáticamente.

Probablemente podría construir un sintonizador usando esta técnica, pero no estoy seguro de si los "reales" realmente se implementan de esta manera. Un Google muy superficial reveló que existen otras técnicas que no requieren una FFT, que probablemente sean más atractivas para el afinador de guitarra promedio.

Esta respuesta de Stack Overflow puede ser de interés: https://stackoverflow.com/questions/435533/detecting-the-fundamental-frequency

Es importante tener en cuenta que el pico más bajo puede no coincidir con la frecuencia fundamental (que podría no estar poblada); por ejemplo, f(t) = cos(2wt) + cos(3wt) es periódica, pero la fundamental (en frecuencia w/6) no tiene amplitud, y esto aún puede ser detectado por el cerebro . Y, de manera similar, para una forma de onda arbitraria, no hay garantía de que sea periódica y que incluso pueda definir una fundamental. Probablemente ninguno de los dos sea un problema en el caso del OP, pero es importante tenerlo en cuenta.
Solo paso para decir que cierto físico (y músico) está de acuerdo con cada parte de esta respuesta. Solo enfatizaré que las formas de onda en general no tienen, o necesitan tener, un fundamental. Considere, por ejemplo, 3 instrumentos diferentes tocando tres notas diferentes simultáneamente.